驱蚊酯、避蚊胺、派卡瑞丁、柠檬桉醇驱蚊效果和剂量在不同作用环境下的测试于验证

摘要

随着全球气候的变化和人类活动的不断增加，蚊虫成为了一种广泛存在且对人类健康造成威胁的害虫。蚊虫不仅令人感到不适，还可能传播一系列严重的传染病，如疟疾、登革热和寨卡病毒等。为了应对这一问题，寻找高效且安全的驱蚊方法变得尤为重要。近年来，化学驱蚊剂的研究和应用逐渐受到关注，其中驱蚊酯、避蚊胺、派卡瑞丁和柠檬桉醇等化合物备受关注，因其被认为具有显著的驱蚊效果。

本论文旨在通过系统性的研究，探究驱蚊酯、避蚊胺、派卡瑞丁和柠檬桉醇在不同作用环境下的驱蚊效果以及最佳剂量，以期为制定更加有效的蚊虫控制策略提供科学依据。通过实验室实验和野外验证，我们将评估这些化合物在不同环境条件下的驱蚊效果，以及它们的最佳使用剂量。此外，我们还将探究这些化合物的毒性和环境影响，以确保它们的使用不会对人类健康和生态系统造成负面影响。

在本研究中，我们将综合利用现代分析技术和实验设计方法，旨在深入理解这些化合物在驱蚊过程中的机制和效能。通过对比不同化合物在实际蚊虫暴露环境中的表现，我们将得出一系列可靠的结论，为驱蚊剂的选择和使用提供实际指导。我们期待通过这项研究为蚊虫控制领域的进一步发展做出贡献，以减少蚊虫所带来的健康风险，保障人类和生态系统的安全与稳定。

关键词：驱蚊酯、伊默宁、IR3535、避蚊胺、待乙妥、DEET、埃卡瑞丁、派卡瑞丁、KBR 3023、羟乙基、柠檬桉醇

正文

1. 驱蚊酯在不同剂量下的区别

驱蚊酯作为一类新型的化学驱蚊剂，近年来备受研究者的关注，其化学名称为丁基乙酰氨基丙酸乙酯，商品名为IR3535，已知IR3535接触时会刺激眼睛[2]。其在驱蚊过程中作用于蚊虫的神经系统，干扰其神经传导，从而达到驱蚊的效果。驱蚊酯在不同剂量下的驱蚊效果和副作用尚待深入探究。在实际应用中，确定合适的剂量以平衡驱蚊效果和人体健康安全至关重要。

驱蚊酯在驱蚊过程中呈现出剂量依赖性的效果。低剂量下，驱蚊效果可能不够显著，无法有效地避免蚊虫叮咬。然而，随着剂量的增加，驱蚊效果逐渐增强，表现出更好的驱避效果。这可能与驱蚊酯对蚊虫神经系统的影响有关，高剂量下可更有效地干扰其蚊虫正常的生理功能，从而使蚊虫对其环境的感知和定位受到严重干扰。

当用作驱虫剂的活性成分时，IR3535可提供可靠的蜱虫防护。IR3535对肩胛硬蜱的驱避功效于2008年进行了测试。结果显示，含有10% IR3535的乳液可提供9小时的防护。含有 20% IR3535的喷雾可提供长达11小时的保护。含有30% IR3535的气雾剂甚至可以提供长达11小时的保护。 对欧洲绵羊蜱的测试证实了其抗蜱功效

1.1 IR3535如何工作？

昆虫利用自然气味来导航。自然界中有多种物质可以向昆虫提供信号。例如，有些物质可以帮助雄性蚊子找到雌性或引导雌性蚊子找到可以吸食血液的宿主。IR3535基于一种称为 β-丙氨酸的天然氨基酸。它向这些昆虫发出一个简单的信息：远离！这被称为“驱避效应”。因此，IR3535是一种驱虫剂，可以让昆虫远离皮肤、纺织品和头发。有些驱虫剂还具有杀虫作用，这意味着它们实际上可能在接触昆虫后杀死它们。IR3535则不然，它只会发出离开的信息，不会伤害昆虫

1.2 3-[N-正丁基-N-乙酰基]氨基丙酸乙酯的特点

埃及伊蚊是一种极具攻击性的蚊子。它也被称为黄热病蚊子，可见于非洲以及全球热带和亚热带地区。 它可能导致登革热、基孔肯雅热、寨卡热、马亚罗热和黄热病等虫媒疾病

IR3535驱虫剂已在各种实验室和实地研究中证明了其针对该物种的有效性能

这种蚊子也被称为亚洲虎蚊，最初发现于东南亚的热带和亚热带地区。由于全球变暖，它现在在其他大陆（例如欧洲和美洲）也出现了有限的数量。这种攻击性物种白天觅食，是登革热、黄热病和基孔肯雅热的传播媒介之一。它还可以承载寨卡病毒并将其传播给人类。

已证明IR3535驱虫剂可针对 白纹伊蚊提供可靠的防护

以较高浓度（20%和30% IR3535）作为喷雾剂或气雾剂使用，该配方的性能与避蚊胺相当，可提供长达10小时的保护（巴西测试研究所，实验室测试，2017 年）**无负面影响副作用。**这使得IR3535成为热带地区使用的驱虫剂中可靠的活性成分

库蚊属分布于世界各地的热带和亚热带地区。含有IR3535的驱虫剂可以保护您和您的亲人免受蚊子传播的疾病，如西尼罗河病毒、丝虫病、日本脑炎和圣路易斯脑炎

水按蚊咬人物种出现在巴西、圭亚那和委内瑞拉海岸。它可能是人类疟疾的传播者，并带来毁灭性的后果。

物种的可靠保护IR3535驱虫剂已在各种现场和实验室研究中证明了针对水按蚊。

进行测试水按蚊通过喷雾剂或气雾剂对水 ，10小时后未发现蚊虫叮咬（研究在与避蚊胺驱蚊剂相同的条件下进行）。这一结果证明IR3535在驱虫剂中是一种可靠且高耐受性的活性物质，因此有助于预防热带地区的疟疾传播（巴西测试研究所，实验室测试，2017 年）。

蓖麻硬蜱也称为欧洲羊蜱，蓖麻硬蜱已从西欧传播到中亚和北非。尽管蜱虫会给动物和人类带来麻烦，但它对人类有很高的亲和力，并且是西方世界疾病的传播媒介，例如莱姆病（也称为莱姆疏螺旋体病）、卢平病、Q热和蜱传脑炎。它通常生活在草地林地和潮湿的微生境中。

IR3535的驱避效果2017年进行的一项研究使用20% IR3535泵喷雾证明了IR3535对蓖麻硬蜱。即使在测试结束时（6小时测试时间后），喷雾也显示出100% 的最大功效。含有 10% IR3535的乳液实现了7小时的出色保护时间。

肩胛硬蜱，也称为鹿蜱，广泛分布于美国东部至东南部和加拿大。蜱虫对人类有很高的亲和力，是莱姆病的主要传播媒介。它还可以传播其他蜱传疾病，例如脑炎或巴贝斯虫病，其症状与疟疾类似。它通常生活在树木繁茂的沿海地区以及落叶林和灌木丛中

驱避功效IR3535对肩胛硬蜱于2008年进行了测试。结果：含有10% IR3535的乳液可提供长达9小时的防叮咬保护。 20% IR3535喷雾可提供长达11小时的保护。浓度为30% IR3535的气雾剂也可提供长达11小时的保护

与其他驱蚊活性成分一样，使用IR3535对抗蜱虫的研究相对较少。那些已经发表的研究表明该化合物是有效的。Buczek的一项研究表明，10-30%IR3535乙醇溶液在4小时内对蓖麻硬蜱的叮咬提供了95-100%的保护。D本研究使用10只蜱的新鲜组来测试它们对用1mL/100cm2（1mg/cm2）的酒精溶液预处理的雌性兔子剃光的背部的叮咬倾向。在美国进行了其他比较测试，用5%、10%、15%或30%IR3535的酒精溶液治疗人类志愿者的第一和第三食指关节，与相同浓度的deet相比。对三名志愿者重复了两次测试。将五只新鲜的蜱虫放在第二个关节上，观察它们随着时间的推移向上迁移。结果显示，IR3535对若虫鹿蜱（肩胛硬蜱）的排斥性明显优于鹿蜱：发现15%IR3535的保护作用在4小时后相当于30%的鹿蜱。同样，30%IR3535的排斥性与60%的鹿蜱相同。最近一项关于组合产品（15%IR3535和15%deet）的研究报告称，森林工人在整个工作日（通常为8小时）内被蜱虫叮咬的次数减少了41%。在美国注册的产品含有20%IR3535，在未发表的测试中对肩胛硬蜱鹿蜱提供了8小时的保护。无论是与其他活性成分联合使用还是以中等浓度单独使用，显然含有IR3535的驱蚊产品都可以显著降低蜱虫叮咬的风险。

IR3535来源于一种天然存在的氨基酸，β-丙氨酸。该化学品已进行了多项毒性风险测试，并显示出良好的皮肤耐受性和总体100%的安全性。尽管所有注册的驱蚊活性成分都被认为对其预期用途是安全的，但对于那些给儿童使用驱蚊剂或必须反复使用驱蚊器的人来说，额外的安全边际可能是受欢迎的。尽管DEET的使用时间更长，应用范围更广，但其安全记录并非无懈可击。2-30也有零星的使用DEET的副作用报告。相比之下，IR3535在其长期的消费者使用历史中从未报告过负面影响。2001年，IR3535在审查其档案后获得了世界卫生组织的个人使用批准

2. 避蚊胺

N,N-二乙基-间甲苯酰胺 ，也称为二乙基甲苯酰胺或避蚊胺，是最古老、最有效和最常见的活性成分，是商业驱虫剂 。它是一种淡黄色的油，适用于皮肤或衣服，可防止蚊子、苍蝇、蜱虫、跳蚤、恙螨、水蛭和许多叮咬昆虫。

不同于埃卡瑞丁，避蚊胺散发出一种令许多人感到不愉快的气味，使皮肤油腻，并且可以溶解塑料和合成纤维。

避蚊胺和埃卡瑞丁都是最有效的驱虫剂。避蚊胺对多种无脊椎动物有效，包括蜱虫、苍蝇、蚊子和一些寄生虫。

避蚊胺和埃卡瑞丁2018年的一项系统审查发现，在实地研究之间没有一致的性能差异，并得出结论，它们是同样受欢迎的驱蚊剂，并指出50%的避蚊胺可提供更长时间的保护，但在某些国家/地区不可用

产品中避蚊胺的浓度范围可能从低于10%到接近100%，但浓度高于50%不会增加防护持续时间。更高浓度可应用于衣物。NHS建议在疟疾流行地区使用50%的浓度。建议婴儿和儿童使用较低浓度10%。由于重复使用会增加长期风险，加拿大卫生部决定自2002年起将国内避蚊胺浓度限制在30%。

DEET通常以喷雾剂或乳液的形式出售和使用，浓度高达100%。消费者报告直接相关性 发现避蚊胺浓度与防昆虫叮咬时间之间存在 。研究发现，100%避蚊胺可提供长达12小时的保护，而几种较低浓度的避蚊胺配方(20–34%)则可提供3–6小时的保护。[需要引用]，其他研究也证实了避蚊胺的有效性。美国疾病控制与预防中心建议使用30-50%的避蚊胺来防止昆虫携带的病原体传播。

2008年的一项研究发现，较高浓度的避蚊胺可以提高通过织物驱除昆虫的能力。

按照指示使用时，含有10%至30%避蚊胺的产品可安全用于儿童和成人。2个月以下的儿童不应使用避蚊胺(DEET)。

作为预防措施，制造商建议不应将避蚊胺产品使用在衣服下或受损的皮肤上，并且在不再需要后或在使用之间将制剂洗掉。避蚊胺会刺激眼睛，与埃卡瑞丁不同，它会导致呼吸困难、 头痛在极少数情况下，它可能会引起严重的表皮反应

如果按照指示进行，将避蚊胺涂抹在皮肤上是安全的。不良反应非常罕见，大约一亿分之一。然而，重复使用极高浓度的避蚊胺可能会导致中毒性脑病，并伴有严重的神经系统症状，包括癫痫发作、震颤和言语不清。儿童的风险更高，因为他们的表面积与体重之比更大

一些专家建议不要同时使用避蚊胺和防晒霜，因为这会增加避蚊胺的渗透；教授顾晓晨领导了一项有关蚊子的研究，他建议应在30分钟或更长时间后使用避蚊胺

避蚊胺是一种有效的溶剂，并可能会溶解一些手表晶体，塑料、人造丝、氨纶、其他合成织物以及涂漆或清漆表面（包括指甲油）。它还可以作为增塑剂保留在一些以前的硬塑料内部，使它们软化且更加柔韧。不相容。避蚊胺与人造丝、醋酸纤维或达尼尔服装

3. 埃卡瑞丁

埃卡瑞丁（Icaridin），又称派卡瑞丁（Picaridin），是一种驱虫剂。它可以直接用于皮肤或衣物上，对蚊子、蜱虫、苍蝇、跳蚤等多种节肢动物有广泛的驱避效果，几乎无色无味。研究显示，20%浓度的派卡瑞丁喷雾剂和霜剂能提供长达12小时的蜱虫防护。与其他驱蚊成分不同，派卡瑞丁不会损害塑料、合成材料或密封剂，且无味不油腻。

虽然“派卡瑞丁”是国际非专利名称（INN）提议，但世界卫生组织（WHO）批准的正式名称为“埃卡瑞丁”。这种化学品属于哌啶家族，与一些药物和生物碱（如胡椒碱）一起，赋予黑胡椒辛辣的味道。

埃卡瑞丁的商品名称包括Bayrepel和Saltidin等。最初由德国拜耳公司开发并命名为Bayrepel，后来在2005年，朗盛股份公司及其子公司Saltigo GmbH从拜耳分拆出来，产品更名为Saltidin。

2020年7月23日，埃卡瑞丁再次获得欧盟委员会批准用于驱虫产品。该批准于2022年2月1日生效，有效期为十年

埃卡瑞丁接触后会引起轻度至中度的眼睛刺激，摄入后有轻微毒性

埃卡瑞丁和避蚊胺是最有效的驱虫剂之一。2018年的一项系统审查发现，在实地研究中，埃卡瑞丁和避蚊胺之间没有一致的性能差异。结论指出，它们同样受欢迎，并且50%浓度的避蚊胺提供更长时间的保护，尽管在某些国家不可用。

据报道，埃卡瑞丁在20%浓度下与避蚊胺一样有效，且没有与避蚊胺相关的刺激性。世界卫生组织称，埃卡瑞丁“表现出优异的驱虫特性，可与标准避蚊胺相媲美，甚至在某些情况下更优”。在美国，疾病控制和预防中心建议使用基于埃卡瑞丁、避蚊胺、丁基乙酰氨基丙酸乙酯（IR3535）或柠檬桉油（含有对薄荷烷-3,8-二醇，PMD）的驱虫剂，以有效预防蚊子携带的疾病，如西尼罗河病毒和东部马脑炎。

基于埃卡瑞丁的产品于2001年首次在欧洲使用。2016年，《消费者报告》评选出20%浓度的埃卡瑞丁为最有效的驱虫剂之一。此前也有报道指出，7%浓度的埃卡瑞丁溶液（澳大利亚陆军使用20%溶液）在对伊蚊媒介（登革热保护时间约为2.5小时）的保护作用较弱，对库蚊（西尼罗病毒媒介）的有效时间约为1小时，而15%溶液对伊蚊的，对库蚊的有效时间为4.8小时。

近期有研究指出，埃卡瑞丁（以及避蚊胺）可能与致倦库蚊（Culex quinquefasciatus）的潜在气味受体CquiOR136•CquiOrco相互作用。最新的晶体和溶液研究显示，埃卡瑞丁可以与冈比亚按蚊气味结合蛋白1（AgamOBP1）发生结合。晶体结构中AgamOBP1•icaridin复合物（PDB: 5EL2）揭示，埃卡瑞丁以两个不同的方向与DEET结合位点相互作用，并且还与AgamOBP1 C末端区域的第二个结合位点（sIC结合位点）发生作用。

对于冈比亚按蚊，最近的研究证据表明，埃卡瑞丁并不会强烈激活嗅觉受体神经元，而是通过减少与其混合的气味物质的挥发性，起到一种降低挥发性气味物质的作用。这种作用有助于“掩盖”皮肤上挥发性气味物质，从而减少激活嗅觉神经元并吸引蚊子的能力

4. 柠檬桉醇

p -Menthane-3,8-diol ，也称为-Menthane-3,8-diol 、PMD或薄荷二醇、柠檬桉醇，是一种有机化合物 ，分为二醇和萜类化合物。它是无色的。它的名字反映了碳氢化合物的主链，即对薄荷烷的主链。总共可能有八种立体异构体基于环的三个立体中心 。根据来源的不同，一种或多种可能占主导地位。

这种驱虫剂的主要活性成分是-Menthane-3,8-diol，它与薄荷醇的气味和化学结构相似，具有清凉感。这种成分的驱避效果在20世纪60年代被业界发现。它存在着八种可能的立体异构体，其中的精确成分很少被指定，通常被认为是复杂的混合物。

少量的-PMD精油可以从柠檬桉树的叶子中提取。这种树最初起源于澳大利亚，但现在在许多温暖地区都有种植。经过提炼的C. citriodora油可以用于制作驱虫剂，被美国称为柠檬桉树油（OLE）。然而，一些商业PMD产品并非来源于C. citriodora油，而是由合成香茅醛制成。

经过提炼的OLE含有高达70%的PMD（薄荷烷-3,8-二醇的顺式和反式异构体混合物）。欧洲生物杀灭产品指令（BPD）98/8/EC（现在为BPR法规（EU）第528/212号）已将OLE以“富含PMD植物油”的通用名称进行了通知，目前正在通过健康与安全执行局（HSE）的注册程序进行注册。此外，它还在加拿大的害虫管理监管机构注册，通用名称为“PMD和相关柠檬桉树油化合物”。

可以通过合成Prins反应从香茅醛合成PMD。一项2011年的研究还表明，C. citriodora油中仅含有1-2%的PMD，因此与美国环保局（EPA）注册的含有高达70% PMD的OLE不同。研究还指出，PMD与DEET（避蚊胺）具有相似的效果，尤其在使用相同量时。

对比

比较避蚊胺与派卡瑞丁，20%派卡瑞丁在相似浓度下可提供同等的防蚊保护和卓越的防蜱保护，而不会产生相同的健康问题 。CDC建议派卡瑞丁作为成人和1岁以上儿童安全有效的驱虫剂

对于肩胛硬蜱，15%的IR3535与30%的DEET一样有效，30% IR3535与60% DEET对抗黑腿蜱同样有效。2小时后，在经过处理的人手指上，使用15% IR3535和60% DEET观察到 >85%的排斥性

含有≥20%活性成分的制剂在整个12小时内对驱除蜱虫非常有效，只有不到6%穿过处理带（图表如下）。20%派卡瑞丁洗剂和33%避蚊胺（DEET）未驱除蜱虫的比例分别仅为0.0099±0.0048和0.0114±0.0027。使用10% IR3535乳液时，在所有六项挑战中，<20% 的蜱虫穿过处理带，但这明显多于含有较高浓度驱虫剂的配方。20%派卡瑞丁洗剂和33%避蚊胺未驱除蜱的比例显着低于20%，IR3535喷雾剂（图1）。方面没有显着差异（P 20%派卡瑞丁喷雾剂和20%洗剂制剂在驱除 美洲曲霉 略高于男性志愿者（ P ≈ 0.05）。 = 0.15）。 女性志愿者穿过驱虫剂处理带的蜱虫数量


33%避蚊胺非常有效，驱除蜱虫的比例与20%派卡瑞丁乳液驱除的蜱虫比例相似，是所有处理方法中最高的

女性志愿者比男性有更多的蜱虫穿过治疗带，并且更多的蜱虫从年长志愿者身上爬行或脱落，女性志愿者对蚊子的保护程度低于男性

10% IR3535洗剂的谱带交叉量随着时间的推移明显略有增加；然而，无论是线性影响还是定性影响，增加均不显着。测试乳膏配方（DEET、10%和20% SS220，10%和20%派卡瑞丁）(2008b)在模拟田间试验中也显示，对美洲蠹的12小时内，驱避活性几乎没有下降。由于IR3535喷雾剂和洗剂处理的浓度不同，因此无法得出哪种类型的施用更有效的结论

派卡瑞丁和IR3535哪个驱蚊效果更好？
对于较短的保护时间，建议使用派卡瑞丁5%–10%，对于较长的保护时间，建议使用派卡瑞丁 20%。CDC建议将含有已在EPA注册的活性成分的产品用作驱虫剂。在EPA注册的产品中，含有IR3535的产品可提供更持久的保护

研究表明，派卡瑞丁在驱除蚊子方面比避蚊胺稍有效，在驱除蜱虫方面略强于避蚊胺

IR3535对比DEET的效果如图上，Time/Range数值越高越好

总结

在相同剂量下，其他变量均相同，避蚊胺的驱虫效果最好。避蚊胺是一种人工合成的驱虫剂，对多种蚊子、蜱虫、跳蚤和其他昆虫有效。它可以持续2-12小时，是许多国家推荐的首选驱虫剂。

派卡瑞丁和驱蚊酯是其他两种常见的驱虫剂。派卡瑞丁对蚊子和蜱虫有效，驱蚊酯对蚊子、蜱虫和跳蚤有效。它们的驱虫效果不如避蚊胺，但比柠檬桉醇有效

以下是四种常见驱虫剂的驱虫效果的排名，从高到低：

避蚊胺（DEET）
派卡瑞丁（Picaridin）
驱蚊酯（IR3535）
柠檬桉醇（PMD）

派卡瑞丁有效时长取决于浓度，通常为3~8小时，相同浓度下，驱蚊效果比避蚊胺更持久些，一般10%浓度派卡瑞丁，驱蚊达8小时左右

由于驱蚊酯降解快，也会导致其有效防蚊时间短，根据《新英格兰医学杂志》2002年发表的实验报告，对比发现驱蚊和驱蜱效果相比避蚊胺和派卡瑞丁差一些

CDC不建议3岁以下小朋友使用含有柠檬桉叶油的驱蚊剂，倒不是因为它有害，而是因为PMD（柠檬桉叶油的提取物）如果要应用于儿童或婴幼儿，根据联邦法案，需要证明这种驱蚊剂的残留是无害的，目前能够证明PMD是安全的，但是缺乏足够的证据是无害的
因为它们挥发性太高，有效时长1小时左右，有的成分甚至更短，效果不明显，需要经常反复喷涂，建议半小时喷涂一次

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